CN104439703A - 一种航空发动机外混合器密集裂纹的修复方法 - Google Patents
一种航空发动机外混合器密集裂纹的修复方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种GH4648材料制成的航空发动机外混合器的裂纹损伤的修复方法,采用增加固溶热处理方法,调整GH4648材料状态,改变材料中第二相的大小、形貌和分布,从而达到提高材料焊接性能的目的;同时,采用与外混合器材料相同的焊丝焊接,控制热输入量,减少焊接变形,解决GH4648外混合器在修复过程中产生焊接裂纹的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种航空发动机外混合器密集裂纹的修复方法,属于航空发动机维修领域。
背景技术
航空发动机外混合器是燃烧室中的重要热端部件之一,某型航空发动机外混合器由Cr含量高、弥散强化型镍基高温合金GH4648制成。由于长时间在瞬态升温、降温交替的环境中工作,造成热疲劳等损伤,产生大量密集裂纹而报废,报废率达30%。外混合器在高温环境下长期使用后,材料内部析出了大量尺寸较大的第二相,导致在氩弧焊接时极易产生裂纹,因此目前国内外尚不能用氩弧焊对GH4648材料制成的航空发动机外混合器的裂纹损伤进行修复。
200910219970.X公开了 “一种镍基变形高温合金环形机加火焰筒激光焊接修理方法”,火焰筒的材料为GH4648。该方法对于轻微烧蚀和裂纹,采用先开坡口然后激光熔覆修复的方式;对于严重烧蚀部位,采用激光焊接工艺进行原位切割、原位焊接的方式。该方法在激光熔覆和激光焊接的快速凝固过程中,火焰筒将形成淬冷层,组织内部存在较大应力。由于火焰筒经过长期使用后组织内部存在大量尺寸较大的第二相,这一应力将诱发微裂纹从析出物与基体的界面上萌生、扩展。另外,该专利使用的合金填料为IMR-03,该合金的成分与GH4648差别较大,尤其是Cr含量较低,比GH4648低36%。两种材料的膨胀率、抗热腐蚀能力、力学性能不同。
发明内容
本发明提供一种GH4648材料制成的航空发动机外混合器的裂纹损伤的修复方法。采用增加固溶热处理方法,调整GH4648材料状态,改变材料中第二相的大小、形貌和分布,从而达到提高材料焊接性能的目的;同时,采用与外混合器材料相同的焊丝焊接,控制热输入量,减少焊接变形,解决GH4648外混合器在修复过程中产生焊接裂纹的问题。
本发明提供的GH4648材料制成的航空发动机外混合器的裂纹损伤的修复方法,包括如下步骤:
(1) 固溶处理,固溶处理工艺参数为:990~1010℃,保温50~70min,充氩气冷至80℃以下出炉;
(2) 去除裂纹,采用机械打磨法去除裂纹;
(3) 手工氩弧焊,焊接工艺参数为:电流为60~100A,焊丝为直径1.0 mm的GH4648;
(4) 焊后修型,采用机械法打磨修型;
(5) 时效处理,时效处理工艺参数为:590~610℃,保温9~11h,随炉冷却;
本发明的优点是通过增加热处理有效改善外混合器的焊接性能,大大提高了外混合器密集裂纹的修理能力,可应用于弥散强化型镍基高温合金航空发动机外混合器的修理。单个混合器的修理裂纹条数达到200条以上,修理的合格率达到95%以上,且使用普通的氩弧焊接设备,故修理成本较低。
具体实例
GH4648材料制成的某型航空发动机外混合器的裂纹修复方法包括如下步骤:
(1)采用干吹砂去除残留涂层,工艺参数为:压力(0.4~0.6)Mpa,砂粒为80~120目的白刚玉砂;
(2)对其进行固溶热处理,工艺参数:在零件在室温条件下入炉,在50 min内升温至800℃,保温10 min;然后在30 min内升温至1000 ℃,保温60 min后;保温结束后充0.15 ~0.2MPa氩气气冷至80℃以下出炉;
(3)采用机械打磨法去除裂纹,工艺参数:对小裂纹,开U型坡口,宽深比为1.5~3,对于穿透性裂纹,需在外混合器的正反面进行打磨;
(4)手工氩弧焊,对细小裂纹采用的焊接参数为:电流65 A,焊丝为直径1.0 mm的GH4648,氩气流量12~15L/min,背面保护氩气流量8~10L/min;对粗裂纹采用的焊接参数为:电流85 A,焊丝为直径1.0 mm的GH4648,氩气流量12~15L/min,背面保护氩气流量8~10L/min;
(5)机械法打磨修型;
(6)时效热处理的温度为600℃,保温10.5h,随炉冷却。
Claims (1)
1.一种GH4648材料制成的航空发动机外混合器的裂纹损伤的修复方法,包括如下步骤:
(1) 固溶处理,固溶处理工艺参数为:990~1010℃,保温50~70min,充氩气冷至80℃以下出炉;
(2) 去除裂纹,采用机械打磨法去除裂纹;
(3) 手工氩弧焊,焊接工艺参数为:电流为60~100A,焊丝为直径1.0 mm的GH4648;
(4) 焊后修型,采用机械法打磨修型;
(5) 时效处理,时效处理工艺参数为:590~610℃,保温9~11h,随炉冷却。
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CN112453709A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-09 | 西安热工研究院有限公司 | 一种变形高温合金薄壁部件裂纹损伤的焊接方法 |
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2014
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